El hipotálamo es una estructura pequeña pero fundamental ubicada en la base del cerebro. Regula el hambre, la sed, la temperatura corporal, el comportamiento sexual y el sistema endocrino mediante el control de la glándula pituitaria.

Grupos de núcleos dentro del hipotálamo monitorean los estados internos e inician respuestas correctivas. El daño a regiones específicas puede producir atracones o rechazo a la comida drásticos, alteraciones en la regulación de la temperatura o cambios en el comportamiento sexual y agresivo. El hipotálamo conecta el sistema nervioso con el sistema endocrino mediante la liberación de hormonas que controlan la hipófisis anterior y la extensión de axones que liberan hormonas directamente en la hipófisis posterior.

También participa en la respuesta al estrés, el ciclo sueño-vigilia y la regulación de los ritmos circadianos a través de sus conexiones con el núcleo supraquiasmático. Debido a su ubicación en la intersección de la motivación, la emoción y el control fisiológico, el hipotálamo es fundamental para el mantenimiento de la homeostasis y para los impulsos que mantienen al organismo vivo y reproduciéndose.

Muchas de las funciones reguladoras más básicas del cuerpo pasan por esta pequeña región del cerebro.